Advanced Screen Project 複雑な実験をより柔軟にデザイン

Advanced Screen Project (ASP)はTobii Pro ラボの新しいプロジェクトタイプです。行動研究のためのスクリーンベースのアイトラッキング調査の設計を簡素化し、研究者が複雑な実験を簡単に作成し、コントロールすることを可能にします。

Advanced Screen Project - アイトラッキング調査をより効率的に

認知心理学、言語学、発達心理学の研究手法では、基礎となる認知プロセスに関連する従属変数に対する独立変数の影響を調査するために、慎重に設計された実験が行われます。これらの設計は複雑で、多くの刺激セットを繰り返し、複数の組み合わせで提示されることがよくあります。しかし、これらの刺激・組み合わせを手動でデザインすることは、労力と時間のかかる作業です。

この課題に対処するため、Tobii Pro ラボでは、新しいプロジェクトタイプであるAdvanced Screen Projectを導入しました（以下ASP）。ASPにより、スクリーンベースのアイトラッキング研究の設計と実施プロセスを簡素化することができます。研究者はスプレッドシートで実験を設計し、Tobii ProラボでスプレッドシートをインポートすることでTobii Pro ラボの実験構造を作成することができます。また、刺激を構成する画像ファイルは、アイトラッキングデータを解析する際の関心領域（AOI）として活用できるため、手作業でAOIを設定する必要がありません。

ASPを利用することで、研究者は新しい刺激の作成、試験のランダム化、多数の刺激を含む複雑な実験デザインを容易に作成することが可能です。これにより、研究者は研究・データ解析により多くの時間を割くことができ、最終的に効率化につながります。

ASPの2つの具体例を見てみましょう。

選好注視法（Preferential Looking）研究 - 視覚行動から幼児の認知を調査

幼児研究で一般的な選好注視法（Preferential Looking）研究は、ASPがサポートする研究パラダイムの代表例です。乳幼児期の認知発達を調べるために、画面上に物体を並べて提示する実験が一般的です。そして、研究者は眼球運動を記録して、乳児がカテゴリーを区別できるかを推測、嗜好性を研究します。例えば、Fernald and colleagues (1998)は、6ヶ月から9ヶ月の乳児が、見慣れたものよりも見慣れないものを好んで見ることを示しました。また、Quinn and Eimas (1996)は、生後5ヶ月の赤ちゃんが無生物よりも動物の写真を長く見ていることから、動物に対する嗜好性があることを明らかにしています。この研究は、ASPがいかに刺激構築を簡略化するかを示す具体的な例です。4種類の動物と無生物を使った実験では、それぞれの動物をそれぞれの無生物と組み合わせなければなりません。各画像は画面の左側と右側に1回ずつ呈示する必要があり、すでに32（4x4x2）の異なる刺激となります。（写真1）。

これは、スプレッドシートソフトで簡単に設定できるため、ASPを大いに活用できる設計例といえます。写真2は、このデザインを例として、ASPで実験を設定する方法を示しています。

Visual Worldパラダイム - 眼球運動を追跡して言語処理をリアルタイムで調査

ASPがサポートする研究パラダイムのもう一つの例は、Visual Worldパラダイム（VWP）です。VWPは、言語処理の基礎となる認知過程をリアルタイムで調査する認知心理学や言語学の研究手法として普及しています。VWPは、Cooper (1974) とTanenhaus et al. (1995 ) によって開拓されました。被験者は、文章や単語などの聴覚刺激を聞きながら、視覚的な場面を見つめ、その眼球運動をアイトラッカーで記録します。アイトラッキングデータは、VWPにおいて、幅広い心理言語学的研究課題を調査するための感度の高い指標となります。眼球運動のパターンを分析することで、例えば、言語処理中に被験者がどのような対象に注目しているかを推測し、視線のパターンが時間とともにどのように変化するかを調べることができます。具体的な例については、後ほどご紹介します。VWPは、あらゆる年齢層や、特別なニーズを持つ人々を含む多様な集団の言語理解・生成の研究に適しています（Salverda & Tanenhaus, 2017)。

異なるVWP研究間で、視覚刺激と聴覚刺激の内容や構造は異なる場合がありますが、多くのVWP実験は同様の設計原則に従っています。（写真3参照）

各実験は、いくつかの視覚刺激が同時に提示され、音声ファイルが添付されます。音声による指示は、選択された視覚刺激と同様に、単語、文書、質問など多様です。

写真4は、Altmann and Kamide (1999)に基づくVWPの具体例です。被験者は、例えば「The boy will eat the cake」あるいは「the boy will move the cake」という文章を聞くことになる。前者の場合、ケーキが対象物であり、それ以外の対象物はいわゆるディストラクターである。聞く人は、「eat」という動詞によって、ケーキしか食べられないので「ケーキ」と言われるのだろうと予想することができるはずです。その結果、被験者は「the cake」が言われる前にケーキに目を向け始めます。後者の場合、すべての物体は動かすことができるため、他のすべての物体はいわゆるディストラクターとなります。

VWPは、アイトラッキング技術が認知プロセスの洞察にどのように使用できるかを示す典型例であり、ASPを使用したパラダイムの例でもあります。VWPの刺激を手動で作成する場合、考えられるすべての実験条件を考慮すると、何百もの刺激を作成する必要があり、非常に時間のかかるプロセスになります。
Tobii Pro ラボが参照するすべての情報を含むスプレッドシートで実験をデザインすることで、VWP のような多くのマルチイメージ刺激を含む複雑なデザインを可能にし、研究者はワークフローをよりよくコントロールできるようになり、貴重な時間を節約しデザインミスのリスクを減らすことができます。

まとめ

アドバンスド・スクリーン・プロジェクト（ASP）は、Visual Worldパラダイム、選好注視法の研究など、複雑なスクリーンベースのアイトラッキング研究をデザインし実施するための強力なツールです。スプレッドシート形式で実験を設定することで、多くの刺激を用いた実験・多画像刺激を簡単に作成することが可能です。ASPは現在、画像と音声ファイルをサポートしていますが、今後提示可能な刺激がさらに追加される予定です。Tobii Pro ラボの幼児キャリブレーション（Infant calibration）機能とASPは認知心理学や言語学における幼児研究に最適なツールです。ASPの詳細については、弊社のE-learningサイト「Tobii Academy」で学ぶことができます。また、乳幼時期のモノの永続性の理解、視覚探索実験、などのサンプルプロジェクトを確認することができます。

参考文献

Altmann, G. T. M., & Kamide, Y. (1999). Incremental interpretation at verbs: Restricting the domain of subsequent reference. Cognition, 73, 247-264.

Cooper, R.M. (1974). The control of eye fixation by the meaning of spoken language: A new methodology for the real-time investigation of speech perception, memory, and language processing. Cognitive Psychology, 6, 84-107.

Fernald, A., Pinto, J.P., Swingley, D., Weinberg, A., & McRoberts, G.W. (1998). Rapid gains in speed of verbal processing by infants in the 2nd year. Psychological Science, 9(3), 228-231.

Salverda, A.P., Tanenhaus, M.K. (2017). The visual world paradigm. Research Methods in Psycholinguistics and the Neurobiology of Language: A Practical Guide, 9, 89-110.

Tanenhaus, M. K., Spivey-Knowlton, M. J., Eberhard, K. M., & Sedivy, J. C. (1995). Integration of visual and linguistic information in spoken language comprehension. Science, 268(5217), 1632-1634.

Quinn, P. C., & Eimas, P. D. (1996). Perceptual cues that permit categorical differentiation of animal species by infants. Journal of Experimental Child Psychology, 63(2), 189-211.